¿Cuántos voltios puede tomar un altavoz de 1 vatio y 8 ohmios?

Estoy trabajando en un proyecto Arduino y el sonido es demasiado bajo porque los pines de salida en mi Arduino UNO son solo 40 mA. Puedo conectar un transistor NPN para amplificar el sonido, pero no quiero hacer sonar el altavoz. ¿Cuánto voltaje puede manejar un altavoz de 1 vatio y 8 ohmios?

Puede tomar 1W de potencia. El voltaje no es el problema.

Más de 1 W y la bobina se sobrecalentará y derretirá.

Es de 8Ω. Míralo desde el punto de vista de DC. Eso significa que podemos usar la Ley de Ohm simple para examinarla.

Tienes 1W y 8Ω. Hay dos fórmulas que incorporan esos dos valores:

$P=I²R$

y

$P=\frac{V²}{R}$

Estamos interesados ​​en el voltaje, así que reorganice el segundo para dar:

$V=\sqrt{P×R}$

Entonces 1W a través de una carga de 8Ω debe ser 2.83V. Reorganizar el actual, por lo que es:

$I=\sqrt{\frac{P}{R}}$

y tenemos un consumo actual de .354A, o 353.55mA.

El hecho de que sus puertos IO estén limitados a 40 mA (ese es el máximo absoluto por cierto, Atmel no recomienda más de 20 mA), significa:

$P=VI = 0.2W$ , por eso su altavoz no se derrite y no es muy ruidoso.

¿Entonces qué quieres?

Bueno, usted quiere 2.83V en su altavoz con corriente ilimitada disponible, o voltaje ilimitado disponible con corriente de 353.55mA. Lo primero es más factible, así que haremos eso.

Un divisor de voltaje simple puede limitar el voltaje a 2.83V. La formula

$V_{OUT}=\frac{R_2}{R_1+R_2}V_{IN}$ se puede reorganizar para dar:

$R_1=R_2(\frac{V_{IN}}{V_{OUT}}-1)$

Sabemos que R2 es 8Ω, Vin es 5V y Vout es 2.83V. Entonces sustituya los valores y tenemos:

$R_1=8(\frac{5}{2.83}-1)$

lo que nos da 6.134Ω. El E24 más cercano sería 6.8Ω, lo que sería ideal. Por supuesto, necesita una buena resistencia gruesa, al menos 1W, preferiblemente un poco más.

Su esquema podría verse así:

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

O, para la disposición de amplificador de clase A más tradicional:

^{simular este circuito}

Por supuesto, su resistencia de 6.8Ω tendría que hacer frente a los 5V completos a través de ella, por lo que necesitaría un mínimo de 3.6W.

Potencia = tensión x corriente
actual = tensión / resistencia
potencia = tensión x (tensión / resistencia)
tensión ^ 2 = potencia x resistencia
tensión = sqrt (potencia x resistencia) = sqrt (1 * 8) = sqrt (8) = 2,83 V

No es una pregunta fácil, porque las clasificaciones de los altavoces a veces se especifican como potencia máxima y otras como potencia RMS (promedio): http://www.bcae1.com/speakrat.htm

De cualquier manera, para calcular la corriente o el voltaje máximos, puede suponer que el altavoz actúa como una resistencia, por lo que P = U ^ 2 * R. Para U, tendrá que conectar la amplitud o el valor RMS, según la clasificación del altavoz.

Además, amplificar con un solo transistor puede generar mucha distorsión, excepto si está utilizando una señal de onda cuadrada. Lea sobre algunos circuitos amplificadores básicos como el "amplificador emisor común" o circuitos amplificadores operacionales.

Si está conectando el altavoz de CC al emisor de un transistor NPN y alimentando la base desde un arduino (presumiblemente lógica de 5v), es probable que pueda ver un voltaje de CC pico de alrededor de 4.3 voltios en el altavoz, por lo que debe estar polarizado correctamente y entonces se sentará alrededor de 2.2 voltios en condiciones de reposo (para maximizar la señal de CA no distorsionada aplicada al altavoz).

Estos 2.2 voltios fuerzan una corriente de CC a través del altavoz de aproximadamente 370 mA; esto se basa en que la resistencia de CC probable del altavoz de 8 ohmios es de aproximadamente 6 ohmios. Esto está generando una potencia (calor) de 0,806 vatios, por lo tanto, el "vataje de reserva" restante para el audio es ligeramente inferior a 200 mW. Esto es equivalente a una amplitud de onda sinusoidal de 1.265 voltios RMS o aproximadamente 3.6 voltios pp.

Si utilizó un circuito push-pull y un desacoplador de condensador, se podría esperar que un altavoz de 1 vatio a una impedancia de 8 ohmios maneje aproximadamente 2.828 V RMS u 8 voltios pico a pico. El mejor circuito sería aproximadamente 7dB más fuerte y tendría menos distorsión.